1、2022新高考衡水名師原創(chuàng)物理專題卷 專題十四 機械振動 機械波1.如圖1所示，彈簧振子在豎直方向做簡諧振動。以其平衡位置為坐標原點，豎直方向上為正方向建立坐標軸，振子的位移x隨時間t的變化如圖2所示，下列說法正確的是( )A振子的振幅為B振子的振動周期為C時，振子的速度為正的最大值D時，振子的加速度為正的最大值2.如圖為某簡諧運動圖象，若t=0時質(zhì)點正經(jīng)過O點向b運動，則下列說法正確的是（ ） A.質(zhì)點在0.7s時的位移方向向左，且正在遠離平衡位置運動 B.質(zhì)點在1.5s時的位移最大，方向向左，在1.75s時，位移為1cm C.質(zhì)點從1.6s到1.8s時間內(nèi)，質(zhì)點的位移正在增大，方向向右 D

2、.質(zhì)點在1.2s到1.4s過程中，質(zhì)點的位移在增加，方向向左3.用圖甲所示的裝置可以測量物體做勻加速直線運動的加速度，用裝有墨水的小漏斗和細線做成單擺，水平紙帶中央的虛線在單擺平衡位置的正下方。物體帶動紙帶一起向左運動時，讓單擺小幅度前后擺動，于是在紙帶上留下如圖所示的徑跡。圖乙為某次實驗中獲得的紙帶的俯視圖，徑跡與中央虛線的交點分別為，用刻度尺測出間的距離為；間的距離為。已知單擺的擺長為，重力加速度為，則此次實驗中測得的物體的加速度為( )ABCD4.如圖所示,三個單擺的擺長為。現(xiàn)用一周期等于2s的驅(qū)動力,使它們做受迫振動,那么當它們的振動穩(wěn)定時,下列判斷正確的是( )A.三個單擺的周期和振

3、幅相等B.三個單擺的周期不相等,振幅相等C.三個單擺的周期相等,但振幅不相等D.三個單擺的周期和振幅都不相等5.有兩列簡諧橫波的振幅都是，傳播速度大小相同。點是實線波的波源，實線波沿軸正方向傳播，波的頻率為；虛線波沿x軸負方向傳播。某時刻實線波剛好傳到處質(zhì)點，虛線波剛好傳到處質(zhì)點，如圖所示，則下列說法正確的是( )A實線波和虛線波的周期之比為3:2B平衡位置為處的質(zhì)點此刻振動速度為0C平衡位置為處的質(zhì)點始終處于振動加強區(qū)，振幅為D從圖示時刻起再經(jīng)過，處的質(zhì)點的位移6.汽車無人駕駛技術已逐漸成熟，最常用的是自適應巡航控制，它可以控制無人車在前車減速時自動減速、前車加速時自動跟上去。汽車使用的傳感

4、器主要是毫米波雷達，該雷達會發(fā)射和接收調(diào)制過的無線電波，再通過因波的時間差和多普勒效應造成的頻率變化來測量目標的相對距離和相對速度。若該雷達發(fā)射的無線電波的頻率為，接收到的回波的頻率為，則( )A當時，表明前車一定做勻速直線運動B當時，表明前車一定處于靜止狀態(tài)C當時，表明前車正在減速行駛D當時，表明前車正在減速行駛7.一列簡諧橫波沿x軸傳播,是波傳播介質(zhì)中的兩個質(zhì)點,它們的坐標分別是(6 m,0)和(12 m,0)。某時刻質(zhì)點P處于波峰處,質(zhì)點Q的速度沿正方向達到最大。已知Q點振動比P點振動滯后0.2 s。下列說法正確的是( )A.波一定沿x軸負方向傳播B.波的傳播速度為C.該波的波長可能為D

5、.該波的周期可能為8.圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,兩質(zhì)點的橫坐標分別為和,圖乙為質(zhì)點b從該時刻開始計時的振動圖象。下列說法正確的是( )A.該波沿+x方向傳播,波速為1m/sB.質(zhì)點a經(jīng)4s振動的路程為4mC.此時刻質(zhì)點a的速度沿+y方向D.質(zhì)點a在時速度為零9.一列波源在原點的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，如圖所示為時刻的波形圖，此時波源處的質(zhì)點正好運動到y(tǒng)軸的1 cm處，波也剛好傳播到處質(zhì)點A。已知波的傳播速度為24 m/s，下列說法錯誤的是( )A.波源的起振方向是沿y軸向下B.從時刻起再經(jīng)過，波源到達波谷C.從時刻起再經(jīng)過2.75 s，質(zhì)點B第一次到達波峰D.從時刻起到質(zhì)點B第一

6、次出現(xiàn)波峰的時間內(nèi)，質(zhì)點A經(jīng)過的路程是38 cm10.將繩的一端與簧片相連，繩可隨簧片振動。當簧片振動形成穩(wěn)定繩波后，給裝置拍照，部分照片如圖甲所示，繩波的波動圖像如圖乙所示。從某時刻開始計時，繩上質(zhì)點的振動圖像如圖丙所示。則下列說法正確的是( )A.圖甲中質(zhì)點正向下運動B.開始計時后將再一次出現(xiàn)圖甲波形C.這列波的傳播速度為D.提高振動簧片的每秒振動次數(shù),波長將會增大11.小河中有一個實心橋墩為靠近橋墩浮在平靜水面上的一片樹葉，俯視如圖所示。現(xiàn)在處以某一頻率拍打水面，使形成的水波能帶動樹葉明顯振動起來，可以采用的方法是( )A.以較低的頻率拍打水面B.以較高的頻率拍打水面C.只要拍打,就會明

7、顯振動D.無論怎樣拍打,都不會明顯振動12.如圖所示，某均勻介質(zhì)中有兩列簡諧橫波A和B同時沿x軸正方向傳播，在時刻兩列波的波谷正好在處重合，則下列說法正確的是( )A.的周期之比為5:3B.兩列波的傳播速度相同C.時刻處質(zhì)點的振動位移為40 cmD.處質(zhì)點的振動始終加強13.在某均勻介質(zhì)中建立坐標系,原點處質(zhì)點做簡諧振動,形成的簡諧波沿x軸傳播,在x軸正半軸上有兩個質(zhì)點與O的距離為35 cm,此距離介于一倍波長與二倍波長之間。已知波源O自時由平衡位置開始向y軸正方向振動,周期。當波傳到質(zhì)點P時,波源恰好處于y軸正方向最大位移處;時,質(zhì)點Q第一次處于y軸正方向最大位移處。則下列說法正確的是( )

8、A.該簡諧波是簡諧橫波B.時,質(zhì)點Q第二次處于y軸正方向最大位移處C.質(zhì)點間的距離為1.40 mD.該簡諧波的傳播速度為0.28 m/s214.坐標原點處的波源在時開始沿y軸負方向振動，時它正好第二次到達波谷，如圖所示為時沿波的傳播方向上部分質(zhì)點振動的波形圖。下列說法正確的是( )A.這列波的周期為1.2 sB.這列波的傳播速度為2.5 m/sC.波源振動的位移表達式為D.從開始，在時間內(nèi)，處的質(zhì)點通過的路程是1.85 m15.如圖為甲、乙兩列簡譜橫波在同一繩上傳播時某時到波形圖，甲波向右傳播，乙波向左傳播.質(zhì)點M位于處，則下列說法正確的是( )A.這兩列波會發(fā)生干涉現(xiàn)象B.質(zhì)點M是振動加強點

9、，所以其位移總是最大C.此時質(zhì)點M位移為零，故質(zhì)點M是振動減弱點D.由圖示時刻開始，再經(jīng)過1/4甲波周期，質(zhì)點M將位于波谷E.質(zhì)點M將做振幅為30 cm的簡諧振動16.如圖為水波發(fā)生器產(chǎn)生的圖樣,其中為擋板上的兩個小孔,下列說法正確的是( )A.如果虛線A區(qū)域為振動加強區(qū)域,則B應該為振動減弱區(qū)域B.圖示圖樣顯示的是雙縫干涉的圖樣C.加大水波發(fā)生器的振動頻率,產(chǎn)生的水波的衍射現(xiàn)象更明顯D.干涉發(fā)生前后水波的頻率并沒有發(fā)生改變17.在某介質(zhì)中建立直線坐標系，在和處有兩個振源，振源a的振動位移與時間的關系為，振源b的振動位移與時間的關系為，兩振源同時開始振動后在介質(zhì)中形成兩列機械波，沿坐標系傳播，

10、已知波在介質(zhì)中傳播的速度為，則下列說法正確的是( )A.這兩列機械波在介質(zhì)中傳播時的周期，波長為B.這兩列機械波在介質(zhì)中不能發(fā)生干涉現(xiàn)象C.處質(zhì)點的振幅為20 cmD.處的質(zhì)點振動加強18.利用單擺測當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛欣糜螛丝ǔ邷y得金屬小球直徑如圖丁所示，小球直徑_；甲乙兩個學習小組分別利用單擺測量重力加速度。甲組同學采用圖甲所示的實驗裝置；A.為比較準確地測量出當?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，除秒表外，在下列器材中，還應該選用_；(用器材前的字母表示)a.長度接近的細繩b.長度為左右的細繩c.直徑為的塑料球d.直徑為的鐵球e.最小刻度為的米尺f.最小刻度為的米尺B.該組同學先測出懸點到小球球心的

11、距離，然后用秒表測出單擺完成次全振動所用的時間t。請寫出重力加速度的表達式_。(用所測物理量表示)C.在測量擺長后，測量周期時，擺球振動過程中懸點處擺線的固定出現(xiàn)松動，擺長略微變長，這將會導致所測重力加速度的數(shù)值_。(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)乙組同學在圖甲所示裝置的基礎上再增加一個速度傳感器，如圖乙所示。將擺球拉開一小角度使其做簡諧運動，速度傳感器記錄了擺球振動過程中速度隨時間變化的關系，如圖丙所示的圖線。A.由圖丙可知，該單擺的周期_；B.更換擺線長度后，多次測量，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用計算機作出(周期平方-擺長)圖線，并根據(jù)圖線擬合得到方程。由此可以得出當?shù)氐闹亓铀俣萠，(取，結果

12、保留3位有效數(shù)字)某同學在實驗過程中，擺長沒有加小球的半徑，其它操作無誤，那么他得到的實驗圖象可能是下列圖象中的_。19.（1）用圖（a）所示的干涉儀做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗，圖（b）是紅光產(chǎn)生的干涉條紋，圖（c）是通過目鏡觀測到測量頭上的兩條紋的位置刻度，已知雙縫到光屏的距離，雙縫間距，則下列說法正確的是_。A.實驗中必須用撥桿來調(diào)整單縫和雙縫，使單縫和雙縫相互平行B.實驗中還需測出單縫到光屏的距離C.實驗中測得紅光的波長為700 nmD.若改用間距為0.300 mm的雙縫做實驗，則相鄰兩亮條紋中心的距離將增大E.若將紅色濾光片換成綠色濾光片，則相鄰兩亮條紋中心的距離將減小（2）將氣

13、墊導軌傾斜放置，傾角為，質(zhì)量為的物塊放在氣墊導軌上，用輕彈簧連接固定擋板和物塊，如圖（a）所示。從彈簧處于自然伸長狀態(tài)時上端的位置由靜止釋放物塊，物塊在氣墊導軌上運動的圖象如圖（b）所示，物塊的振幅為A（未知）。已知彈簧振子的周期，其中m為振子的質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)，取。（i）求物塊振動的位移表達式；（ii）若讓物塊振動的振幅為2 cm，請寫出物塊振動時所受回復力與振動位移的關系式。20.（1）某同學在實驗室做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗，在實驗操作過程中，該同學轉動手輪，使分劃板向一側移動，測得第一條亮紋中心與第七條亮紋中心間的距離為，已知雙縫間的距離為，雙縫到屏的距離為，則對應的光波

14、的波長_nm。若在實驗時，該同學沒有調(diào)節(jié)好實驗裝置就進行實驗，結果使測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，而是處在如圖所示的位置，則在這種情況下測量干涉條紋間距時，測量值_實際值（填“大于”“小于”或“等于”），這時可通過調(diào)節(jié)_使它們平行。（2）如圖所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波，介質(zhì)中兩質(zhì)點的平衡位置相距個波長。已知時的波形圖如圖所示，此時質(zhì)點P的位移為3 cm，設向上為正方向，經(jīng)時間（小于一個周期），質(zhì)點P的位移又為3 cm，且向下運動，已知該簡諧橫波的振幅為6 cm，頻率為1 Hz。求：該橫波的波速大小；時刻質(zhì)點Q的位移。參考答案1.答案：C解析：本題考查簡諧振動的基本知識，

15、由振動的圖像可知：振子的振幅為2cm而不是4cm，周期為2s而不是1s，所以A、B不正確。t=1s時，振子處于平衡位置，加速度為0，速度為正的最大值，故C正確，D不正確。2.答案：D解析：由題：t=0時，質(zhì)點正經(jīng)過O點向b運動，說明位移向右為正方向。A. 由圖知，質(zhì)點在0.7s時的位移是正值，說明位移方向向右，位移正在減小，則知質(zhì)點正靠近平衡位置，故A錯誤。B. 由圖看出，質(zhì)點在1.5s時的位移最大，且為負值，說明位移方向向左。在1.75s時，由于質(zhì)點做的不是勻速運動，所以位移不是1cm，故B錯誤。C. 質(zhì)點在1.6s到1.8s過程中，質(zhì)點的位移正在減小，位移為負值，說明位移方向向左，故C錯誤

16、。D. 質(zhì)點在1.2s到1.4s過程中，質(zhì)點的位移在增加，位移為負值，說明位移向左，故D正確。故選：D3.答案：B解析：單擺的周期由題知，由解得物體的加速度。故B正確，ACD錯誤。4.答案：C解析：三個單擺的振動都是受迫振動,所以振動的頻率都與驅(qū)動力的頻率相等,三者的頻率相等,周期相等。由,單擺2的頻率與驅(qū)動力的頻率最接近,振幅最大,而單擺1和單擺3的振幅較小。故只有C正確。5.答案：D解析：由圖知波長A.由得,波速v相同,則有：，故A錯誤；B.由圖知，此時平衡位置為處的質(zhì)點位于平衡位置，因此其振動速度最大，故B錯誤；C.因為兩列波頻率不同，無干涉現(xiàn)象，不存在振動加強區(qū)的說法，故C錯誤；D.波

17、傳播的速度為：,所以從圖示時刻起再經(jīng)過,實線波和虛線波都沿著傳播方向傳播了，根據(jù)平移法可知，經(jīng)歷，實線的處的波谷以及虛線的處的平衡位置傳播到處，根據(jù)疊加原理可知，處的質(zhì)點的位移，故D正確。故選：D。6.答案：C解析：AB、當聲源和觀察者之間的距離不變化時,觀察者接收到的頻率和聲源發(fā)出的頻率相等,故當時，說明二者之間的距離不變，表明前車與無人車速度相同，但不一定靜止或勻速直線運動，故AB錯誤；C.當時，說明接收到的頻率增大，說明兩車距離減小，表明前車在減速行駛，故C正確；D.當時，說明接收到的頻率減小，說明兩車距離增大，表明前車在加速行駛，故D錯誤。故選：C。7.答案：B解析：A.由Q點振動比P

18、點振動滯后可知,該列波沿x軸正方向傳播,錯誤。B.因為Q點振動比P點振動滯后0.2 s,所以波的傳播速度,正確。C.當P點處于波峰處時,Q點的速度沿正方向達到最大,可知之間的距離,解得,將代入此式解得,不符合要求,錯誤。D.該波的周期,將代入此式解得,不符合要求,錯誤。8.答案：D解析：根據(jù)圖甲可知簡諧波的波長為,由圖乙可知波動周期,波速,b質(zhì)點開始振動的方向沿y軸正方向,結合圖甲可判斷傳播方向沿x軸負方向,A選項錯誤;a質(zhì)點經(jīng)過4s振動路程為,B選項錯誤;使沿x軸負方向傳播,由波的傳播方向和振動方向之間的關系可知,此時刻質(zhì)點a的速度沿y軸負方向,C選項錯誤;a沿y軸負方向經(jīng)2s到達負的最大位

19、移處,因此速度為零,D選項正確。9.答案：D解析：由A點的振動可以判斷波源的起振方向是沿y軸向下，A正確；從圖象可以看出，波長，周期，波谷從原點傳到處需要時間，則波源從時刻位置運動到波谷位置所需要的時間，B正確；波從A點傳播到B點所需要的時間，B從開始振動到第一次到達波峰需要時間，則質(zhì)點B從時刻開始到第一次到達波峰的時間，C正確；此過程中A質(zhì)點振動的時間，故A經(jīng)過的路程，D錯誤。10.答案：C解析：波向右傳播，根據(jù)帶動法可知質(zhì)點運動方向向上，故A錯誤；時刻，質(zhì)點振動方向向下，故B錯誤;由圖丙可知，由圖乙知，所以，故C正確；由于波速由介質(zhì)決定，根據(jù)，當波的頻率增大時波長減小，故D錯誤。11.答案

20、：A解析：拍打水面時,水波中的質(zhì)點上下振動,形成的波向前傳播,提高拍打水面的頻率,則質(zhì)點振動的頻率增加,波的頻率與振動的頻率相等,根據(jù)，波速不變，頻率增大，波長減小，衍射現(xiàn)象不明顯，反之降低頻率，波長增大，衍射現(xiàn)象更明顯。故降低拍打水面的頻率，可以使衍射現(xiàn)象明顯，故A正確，BCD錯誤。故選：A。12.答案：B解析：兩列波在同一介質(zhì)中的傳播速度相同，由圖可知入，由可知兩列波的周期之比為，A錯誤，B正確；時刻處質(zhì)點的振動位移沿y軸負方向，兩列波疊加，振動位移為兩列波振幅之和，即，C錯誤；因為兩列波的頻率不同，所以兩列波的干涉圖樣不穩(wěn)定，處質(zhì)點的振動并非始終加強，D錯誤。13.答案：AD解析：質(zhì)點的

21、振動方向與傳播方向垂直,所以該簡諧波為橫波,A正確;時,質(zhì)點Q第一次處于y軸正方向最大位移處,而周期為1 s,說明再經(jīng)過5 s,質(zhì)點Q第六次處于y軸正方向最大位移處,B錯誤;由題意知,間的距離與波長之間滿足,解得,波速為,D正確;在5 s的時間間隔內(nèi),波傳播的路程為,由題意有,解得,C錯誤。14.答案：AD解析：由圖象可知，波長，且，解得周期，所以，這列波的傳播速度，A正確，B錯誤；波源振動的位移表達式為或，C錯誤；波傳播到處需要的時間為，從開始，在時間內(nèi)，處的質(zhì)點振動的時間，所以該質(zhì)點通過的路程是，D正確。15.答案：ADE解析：本題考查波的圖象.兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)內(nèi)傳播，波速相等，

22、由圖可知兩列波的波長相等，由可知，頻率相等，所以兩列波能發(fā)生干涉，A正確；質(zhì)點M處是兩列波的波峰與波峰相遇處，是振動加強點，振幅等于兩列波振幅之和，為，故質(zhì)點M將做振幅為30 cm的簡諧振動，此時質(zhì)點M位移為零，BC錯誤，E正確；從圖示時刻開始，再經(jīng)過，兩列波的波谷在M點相遇，所以質(zhì)點M到達波谷，D正確.16.答案：BD解析：顯然圖中所示為水波的干涉圖樣,三條線所在區(qū)域均為振動加強區(qū)域,在三條線之間都存在著振動減弱區(qū)域,故A錯誤,B正確;水波的波速由介質(zhì)決定,當波源振動的頻率加大時,波速不變,根據(jù)可知,波長變小,更難觀察到波的衍射,故C錯誤;機械波的疊加并不改變波本身的頻率,故D正確。17.答案：AD解析：由題意可知，故A對；這兩列波頻率相等，相位差不變，因此可以發(fā)生干涉現(xiàn)象，故B錯；由于兩列波的相位相差，因此位置關系滿足的質(zhì)點振動減弱，滿足的質(zhì)點振動加強，故C錯，D對。18.答案：22.6adf；偏小2.0；9.76B解析：小球直徑；A、根據(jù)單擺的周期公式得：，知需要測量擺長，擺長等于擺線的長度和擺球的半徑之和，所以選擇長近的細線，直徑為的鐵球，需要測量擺長和擺球的直徑，所